机械多体系统计算辅助分析论文(ADAMS分析)
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析机械四连杆机构是一种常用的机构形式，它广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机、机床、机器人和机械手等。
本文基于ADAMS软件，对机械四连杆机构进行运动仿真分析，并对仿真结果进行分析和讨论。
一、ADAMS软件介绍ADAMS是一款专门用于多体动力学仿真分析的商业软件，它可以用来仿真各种机械系统的动力学特性，包括车辆、飞机、机器人以及各种机械机构等，还可以分析机构的运动轨迹、速度、加速度、力矩等参数。
在本文中，我们将利用ADAMS软件对机械四连杆机构进行仿真分析，探究机构的运动规律和特性。
二、机械四连杆机构的结构和运动特性机械四连杆机构由四个连杆组成，其中两个连杆为机构的输入和输出轴，另外两个连杆则起到连接作用。
机构的结构如图1所示。
图1 机械四连杆机构结构示意图机械四连杆机构的运动特性与其连杆长度、角度以及连接方式等因素密切相关，下面我们将对机构的运动特性进行详细的分析。
1. 运动自由度机械四连杆机构的运动自由度为1，即只有一维平动或旋转方向。
2. 平衡性机械四连杆机构具有良好的平衡性，可以在很大程度上减小机构的惯性力，提高机构的稳定性。
3. 运动规律机械四连杆机构的运动规律比较复杂，难以用解析方法进行求解。
通常采用动力学仿真和实验方法，对机构的运动规律进行研究和分析。
为了探究机械四连杆机构的运动规律和特性，我们利用ADAMS软件对机构进行仿真分析。
仿真模型如图2所示。
在仿真过程中，我们可以通过改变机构的输入参数，如连杆长度、连杆角度等，来观察机构的运动规律和特性。
下面我们将举例说明。
1. 连杆长度变化时机构的运动规律改变机构的输入连杆长度，可以观察到机构的运动规律发生了显著的变化。
当输入连杆长度L1=100mm、L2=200mm时，机构的运动规律如图3所示。
图3 机构运动规律图（L1=100mm、L2=200mm）从图3中可以看出，当输入连杆开始旋转时，机构的输出连杆也随之旋转，但是旋转速度比输入连杆慢，这是由于机构的连杆长度不同，导致机构的角度运动不同所致。
ADAMS振动分析
ADAMS振动分析介绍ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一款广泛应用于机械工程领域的多体动力学仿真软件。
它可以用于对机械系统的运动、动力、力学性能进行仿真和分析。
其中一项重要应用就是进行振动分析。
振动是机械系统中普遍存在的现象，对于复杂的机械系统，振动分析是非常重要的。
在设计阶段进行振动分析可以对系统的结构进行优化，减少振动对系统的破坏，并提高系统的可靠性和性能。
振动分析方法ADAMS提供了多种振动分析方法，包括模态分析、频率响应分析和随机响应分析等。
模态分析模态分析是振动分析中常用的方法之一。
它通过计算机模拟的方式，求解结构系统的振型、振荡频率和振动模态的特性。
在ADAMS中，我们可以使用模态分析来确定系统的固有频率和振型。
通过模态分析，我们可以了解系统的固有振动特性，为后续的振动设计提供参考。
频率响应分析频率响应分析是用来研究结构在激励下的振动响应。
在ADAMS中，我们可以通过对系统施加激励，来计算系统在不同频率下的响应。
通过频率响应分析，我们可以了解系统在不同频率下的振动特性，判断系统是否存在共振现象，并优化系统的设计以避免共振。
随机响应分析随机响应分析是用来研究结构在随机激励下的振动响应。
在ADAMS中，我们可以通过模拟随机激励，并计算系统的随机响应。
随机响应分析可以用来评估系统的结构强度和稳定性，预测系统遇到随机激励时的振动响应。
ADAMS中的振动分析步骤在ADAMS中进行振动分析的一般步骤如下：1.构建模型：在ADAMS中构建机械系统的模型，包括系统的刚体、连接关系、约束和激励等。
2.定义材料属性：为模型中的各个部件定义材料属性。
这些属性包括材料的密度、弹性模量、泊松比等。
3.应用边界条件：定义模型中的边界条件，如约束、初始位移等。
4.进行振动分析：选择适当的振动分析方法，如模态分析、频率响应分析或随机响应分析，并设置计算参数。
ADAMS在机械系统分析中的研究现状及发展
在利用 ADAM S 对齿轮减速器进行仿真分析 中, 我们会发现 ADAM S 软件的不足之处也正是 在于建模功能较差, 只能进行刚体的动力学分析。 在建模阶段, 利用 ADAM S 对齿轮建模非常麻烦, 因此采 用了 PROE 三 维软 件进 行建 模; 再利 用 PROE 和 ADAM S 的接口技术把 PROE 模型导入 ADAM S软件中。在仿真分析阶段, 利用 ADAM S 软件对减速器进行运动 学分析和刚体动 力学分 析, 实验结果与理论结果吻合度很好; 但如果考虑 到接触变形等因素, 对齿轮传动过程中的应力、应 变、摩擦等因素进行分析时, ADAM S软件就显得 无能为力 了。在 长期 的 ADAM S 软 件应 用实 践 中, 我们认为 ADAM S软件确实应该在建模、柔性 系统分析等方面强化功能。
惠学芹, 陈西府
(盐城工学院 机械 工程学院, 江苏 盐城 224051)
摘要: 通过对 ADAM S在机械系统分析中的应用现状和研究现状进行研究, 结合 ADAMS 自身的
特点和笔者的应用经验, 提出了 ADAM S在机械系统分析中急需解决的三个创新性的研究方
向 建模功能的拓展、参数识别和多柔体系统的仿真。
图 1 ADAM S软件的模块框图 F ig. 1 B lock d iagram of ADAM S module
通过 ADAM S 以上模块, 可以建立包括机 电 - 液一体化在内的任意复杂系统的多体动力学 数字化虚拟样机模型, 并能对虚拟机械系统进行 静力学、运动学和动力学分析。 ADAM S软件的仿 真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检 测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等, 当前 ADAM S已经广泛应用于多个工业领域, 但在利用 ADAM S对机械系统分析时也存在很多不尽人意
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一种常用的机械系统模型动力学仿真软件，通过ADAMS可以对机械系统的运动进行仿真分析。
机械四连杆机构是一种常用的运动转换机构，在机械工程领域中应用广泛。
本文将基于ADAMS对机械四连杆机构进行运动仿真分析，以探究其运动特性。
需要建立机械四连杆机构的模型。
在ADAMS软件中，可以通过建模工具箱进行模型建立。
选择合适的零件进行建模，并定义零件之间的连接关系和运动约束。
根据机械四连杆机构的特点，需要定义四个铰链关节来连接相邻的零件，同时需要设置运动约束以模拟四连杆的运动。
接下来，需要给机械四连杆机构添加驱动器。
驱动器可以模拟对机构施加的力或运动，用以驱动整个系统的运动。
在ADAMS中，可以选择合适的驱动器类型，并设置合适的输入参数。
在机械四连杆机构中，可以选择驱动轮或驱动杆等进行驱动。
然后，进行仿真参数设置。
在ADAMS中，可以设置仿真的时间范围、步长和求解器等参数。
根据需要，可以设置合适的仿真参数，以保证仿真的精度和效率。
完成仿真参数设置后，就可以进行运动仿真分析了。
点击仿真按钮，ADAMS将自动进行仿真计算，并以图形和数值的形式显示仿真结果。
可以通过仿真结果来分析机械四连杆机构的运动特性，包括角位移、角速度和角加速度等。
在分析机械四连杆机构的运动特性时，可以通过改变机构参数或驱动器参数来进行参数分析。
通过调整参数，可以得到不同情况下的运动特性，并进行比较分析，以评估机构的性能和优化设计。
通过ADAMS进行机械四连杆机构的运动仿真分析可以帮助工程师深入了解机构的运动特性，优化设计，提高机构的性能和效率。
ADAMS提供了丰富的建模工具箱和仿真参数设置，使得仿真分析更加方便和准确。
通过仿真分析，可以为机械四连杆机构的设计和优化提供有效的参考和指导。
adams分析报告
ADAMS机构分析报告一题目描述题目：两个支点和中间法兰盘对夯锤切割次序的控制图1所示的机构在行程中自动地从一个支点换到另一个支点。
图1 法兰和夯锤组成的切割机换向机构1.运行情况如图1中（A）可知，法兰盘被安装在切割机机架的上支点上，而切割夯锤在下支点与法兰盘相连。
法兰盘下端连接有法兰支撑活塞，夯锤中间有止推块，下端有刀片。
在循环工作开始时，夯锤绕着下支点旋转并用方型刀片切割平板；中间法兰盘的运动受到法兰支撑活塞的限制。
在切割后，夯锤停在法兰盘的底部，如图1（B）所示。
之后，有切割力作用的夯锤克服了法兰支撑活塞的约束力，并且夯锤绕着上支点转动。
从而使得斜向刀刃对平板做斜向切割。
2. 实现的功能在切割力作用下夯锤开始运动时，由于法兰盘有法兰支撑活塞，法兰盘不转动，夯锤绕下支点转动，用方型刀片切割平板。
之后由于夯锤止推块的作用使夯锤停在法兰盘的下端，之后克服了法兰支撑活塞的约束力，并绕上支点转动，从而实现夯锤不要更换刀片即可改变切割方向。
二．机构的运动简图及自由度机构的运动简图如图2、图3所示：图2 机构的运动简图图3 机构的三维渲染运动简图自由度的计算：DOF=∑--ii n n )1(6=2三．大致确定其运动尺寸机构的运动尺寸如图4所示：图4 转位机构的大致尺寸四．分析目的分析机构能否达到题目中描述的运动要求，即夯锤可否绕设计点旋转, 实现在不更换刀片的前提下，改变刀片切割方向。
五．模型描述图5 机构分析图1机构的构建该机构构件数量少，主要由夯锤、中间法兰盘组成，且各组成构件结构简单，利用adams 建模即可完成，无需通过专业CAD建模。
（1）夯锤的建立夯锤结构简单，有多种方法建立，首先建立三个marker点，分别为marker19、marker15、marker2。
然后先去工具箱中拉伸命令，设置如图6所示，用点来创建，并选择close，表示选取曲线闭合，之后分别点取marker19、marker15、marker2，点击鼠标右键，第一个构件建立完毕。
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析
基于ADAMS的机械四连杆机构运动仿真分析摘要：本文利用ADAMS软件对机械四连杆机构进行了运动仿真分析，通过对其运动性能、力学特性等方面的研究，为机械设计提供了理论基础和技术支持。
1.引言机械四连杆机构是一种常用的传动机构，在机械设计中起着重要作用。
其特点是结构简单、运动稳定、传动精度高，被广泛应用于各种机械装置中。
为了提高机械产品的设计效率和性能，需要对四连杆机构的运动特性进行充分分析和优化。
ADAMS软件是一种专业的运动仿真分析工具，可以对机械系统的运动行为进行较为精确的模拟和分析，具有很高的应用价值。
本文将利用ADAMS软件对机械四连杆机构进行运动仿真分析，以期为机械设计提供理论基础和技术支持。
2.机械四连杆机构的结构和原理机械四连杆机构是一种由四个连杆组成的传动机构，其结构简单，由四个连杆和四个铰链连接而成。
四连杆机构可以将输入运动转换为输出运动，并且通过连杆长度的设计可以调节输出运动的幅度和速度，具有广泛的应用价值。
机械四连杆机构的原理是通过各个连杆的相对运动，使得输出连杆实现期望的运动轨迹，并且不同的连杆长度和铰链布置可以实现不同的运动方式。
3.ADAMS软件的运动仿真分析ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）软件是由美国麻省理工学院研发的一款专业的机械系统运动仿真分析工具，具有较高的精度和可靠性。
其建模简便，求解速度快，可以对机械系统的运动行为进行较为真实的模拟和分析。
利用ADAMS 软件可以实现对机械系统的运动学和动力学分析，可以得到系统的速度、加速度、力学特性等参数，为机械设计提供重要参考依据。
4.基于ADAMS的机械四连杆机构建模在ADAMS软件中建模机械四连杆机构，首先需要对其结构进行建模，包括连杆、铰链的参数化等。
其次对各个连杆和铰链的连接关系进行建立，可以根据实际情况进行参数化调整。
最后对系统施加输入运动条件，并设置输出参数，以便进行仿真分析。
运用机械动力学软件ADAMS进行辅助教学的研究
（ ｄ） 图 ３ 机 构 受 力 图 ２仿真 分 析 ． ２１虚 拟 样 机 技 术 及 ＡＤＡＭＳ 件 ． 软
．
虚 拟 样 机 技 术 （ ｉｕ ｌ ｒ ｏ ｐ ｅ ｈ ｏｏｙ 是 当 前 设 计 Ｖｒ ａ Ｐｏ ｔ ｅ ｃ ｎｌ ） ｔ ｔｙ Ｔ ｇ 制 造 领 域 的 一 门 新 技 术 ， 及 系 统 动 力 学 、 算 方 法 与 软件 工 涉 计 程 学 等 学 科 。 它 利 用 软 件 建 立 机 械 设 计 系 统 的 三 维 实 体模 型 和 力学 模 型 ， 析 和评 估 系统 的性 能 ， 而 为 物 理 样 机 的设 计 分 从 和制 造 提 供 参 数 依 据 。
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解 其 运 动及 受 力特 征 ， 果 很 好 。 效 机 械 手 （ １ 是 模 仿 人 手 工作 的机 械 邮 将 工 件 或 工 具 图 ） ， 可 它 按 预 定 程序 自动 地 送 到 所 需要 的位 置 。 广 使 用 机 械 手 ， 以 推 可 提 高 劳 动生 产 率 ， 证 产 品质 量 。 善 工人 劳 动条 件 是 实 现 生 保 改 产 自动 化 的有 效 途 径 之 一 。抓 取 机 构 是 机 械 手 的 主 要 部 件 之 它 直接 用 来 抓取 工件 或 操 纵 １ 具 。 二
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运 用 机 械 动 力 学 软 件 ＡＤＡＭＳ 行 辅 助 教 学 的 研 究 进
徐 燕 申 如 意 赵 钱
（ 江苏 省 常 州 技 师 学 院 ． 苏 常 州 ２ ３ １ ） 江 １ ０７
摘 要 ：本 文 阐述 了利 用机 械 动 力 学软 件 ＡＤＡＭＳ 行 辅 进 助教 学的 主 要过 程 ：在 分析 机 械 手抓 取 机 构 的 工作 原 理 的 基
毕业设计（论文）-发动机曲轴连杆机构仿真及有限元分析设计-adams
全套图纸加扣 3012250582曲轴连杆活塞组件虚拟样机的建立学院名称：机械工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化0501 班学生姓名：号：学指导教师：2009 年6 月摘要柴油机的气缸、活塞、连杆、曲轴以及主轴承组成一个曲柄连杆机构。
柴油机通过曲柄连杆机构，将活塞的往复运动转换为曲轴的回转运动，使气缸内燃油燃烧所产生的热能转变为曲轴输出的机械功。
可见，曲柄连杆机构是柴油机重要的传力机构。
对其运动和受力情况进行分析和研究，是十分必要的。
这种分析研究既是解决柴油机的平衡、振动和总体设计等课题的基础，也是对其主要零部件在强度、刚度、磨损等方面进行计算和校验时的依据。
本文在曲柄连杆机构理论分析的基础上，利用多体动力学理论，三维造型软件Pro/E 及动力学分析软件ADAMS对内燃机曲柄连杆机构的动力学问题进行了虚拟样机仿真分析。
并以CT484Q柴油机为研究对象，在Pro/E中建立CT484柴油机曲柄连杆机构的虚拟样机模型，导入ADAMS中进行动力学分析，绘制出虚拟样机模型中各连接位置处受力仿真结果曲线。
通过本文的研究，展示了一种简捷、高效的机械设计分析手段，对今后同类型的研究乃至更大规模的仿真分析积累了一些经验。
本文的研究也可以为今后内燃机机构的造型、优化设计提供参考依据。
关键词：内燃机，曲柄连杆机构，ADAMS，虚拟样机，仿真AbstractThe Cylinder, piston, connecting rod, crankshaft and main bearings of diesel engine Compose of a crank-connecting rod mechanism. Through the crank-connecting rod mechanism, Diesel engine convert the piston reciprocating motion to the rotary movement of the crankshaft, and make the cylinder generated by fuel combustion energy into mechanical work output of the crankshaft. This shows that diesel engine crank linkage is an important body for transmission force. It is necessary to analysis and research its movement and force. This analysis is the foundation to solve the balance of diesel engine, vibration and overall design, It is the basis for validate and calculate the strength, stiffness, wear, etc.In this paper, based on the theoretical analysis of crank-connecting rod mechanism, use of multi-body dynamics theory, and use the three-dimensional modeling software, Pro/ E and the dynamic analysis software ADAMS to carry out crank and connecting rod for internal combustion engine body dynamics simulation of a virtual prototype simulation. And study CT484Q Diesel Engine, established linkage of the virtual prototype of diesel engine model In Pro/ E, then do dynamic analysis in ADAMS and draw the connection position of the power curve for the simulation result.Through this paper, the study demonstrated a simple and efficient means of mechanical design and analysis for future research as well as the same type of simulation analysis and accumulate some experience. The study of this paper can provide reference for the modeling and optimal design.Key words: Internal Combustion Engine, Crank-connecting rod mechanism, ADAMS, Virtual Prototyping目录第一章绪论··················································1.1 研究的意义···············································1.2 内燃机曲柄连杆机构的工作特点以及难点·····························1.3 国内外研究及手段···········································1.3.1计算机辅助设计（CAD）·····································1.3.2 多体动力学分析（MBS）···································1.3.3 有限元分析···········································1.3.4优化设计理论··········································1.4 主要研究内容和方法··········································第二章曲柄连杆机构的动力学理论分析·······························2.1 内燃机工作过程分析··········································2.1.1压缩始点气体状态·········································2.1.2压缩终点气体状态········································2.1.3燃烧过程及燃烧终点气体状态·································2.1.4膨胀终点气体状态········································2.2 曲柄连杆机构的运动分析·······································2.3曲柄连杆机构的动力学分析······································2.3.1曲柄连杆机构的质量换算····································2.3.2曲柄连杆机构的惯性力和惯性力矩······························2.3.3曲柄连杆机构的动力学分析··································2.4 内燃机工作过程计算··········································第三章曲轴连杆活塞组件的虚拟样机································3.1Pro/E 系统的建模原理及其特点····································3.1.1参数化设计············································3.1.2 特征建模的基本思想······································3.1.3全相关的单一数据库······································3.2 曲柄、连杆、活塞组件几何模型的建立以及装配··························3.2.1活塞组件的建模·········································3.2.2 连杆组建的建模········································3.2.3曲轴组件的建模·········································3.2.4曲轴连杆活塞组件的总装配···································第四章曲柄连杆机构的运动学和动力学分析·····························4.1ADAMS简介及其基本原理·······································4.1.1 运动学和动力学基本概念···································4.1.2 ADAMS中多刚体动力写方程的建立······························4.2ADAMS 中的运动学和动力学分析···································4.2.1 曲柄连杆机构刚体模型的转化和输入·····························4.2.2 曲轴轴系多刚体动力学仿真分析·······························第五章结论与展望·············································5.1 总结····················································5.2 展望····················································致谢························································参考文献·····················································附录·························································第一章绪论1.1研究的意义内燃机是目前世界上应用最广泛的热动力装置，自1860年法国人设计出第一台煤气发动机以来，内燃机无论是在结构上还是在性能上都较以前有了很大的进步。
多体系统动力学分析软件ADAMS的介绍
多体系统动力学分析软件ADAMS的介绍ADAMS是美国学者蔡斯（Chace）等人利用多刚体动力学理论，选取系统每个刚体的质心在惯性参考系中的三个直角坐标和反映刚体方位的为广义坐标编制的计算程序。
其中应用了吉尔（Gear）等解决刚性积分问题的算法，并采用了稀疏矩阵技术来提高计算效率。
该软件因其强大的功能而在汽车航天等领域得到了广泛的应用。
1 ADAMS软件简介在研究汽车各种性能时，研究对象的建模、分析与求解始终是关键。
多体系统动力学软件为汽车动力学研究提供了强大的数学分析工具。
ADAMS软件就是其中的佼佼者。
ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件，是由美国机械动力公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发的最优秀的机械系统动态仿真软件，是世界上最具权威性的，使用范围最广的机械系统动力学分析软件。
用户使用ADAMS软件，可以自动生成包括机-电-液一体化在内的、任意复杂系统的多体动力学数字化虚拟样机模型，能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果，从而达到缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量及竞争力的目的。
由于ADAMS软件具有通用、精确的仿真功能，方便、友好的用户界面和强大的图形动画显示能力，所以该软件已在全世界数以千计的著名大公司中得到成功的应用。
ADAMS软件一方面是机械系统动态仿真软件的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析。
另一方面，又是机械系统仿真分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊机械系统动态仿真分析的二次开发工具平台。
在产品开发过程中，工程师通过应用ADAMS软件会收到明显效果：＊分析时间由数月减少为数日＊降低工程制造和测试费用＊在产品制造出之前，就可以发现并更正设计错误，完善设计方案＊在产品开发过程中，减少所需的物理样机数量＊当进行物理样机测试有危险、费时和成本高时，可利用虚拟样机进行分析和仿真＊缩短产品的开发周期使用ADAMS建立虚拟样机非常容易。
（机械制造及其自动化专业论文）基于ADAMS的车轮定位参数及转向机构优化设计
第四章仿真模型的建立第四章仿真模型的建立根据多刚体系统动力学理论，ＡＤＡＭＳ软件中包含进行机械系统仿真分析所需的各种库。
例如：约束库一将实际机械系统中的运动副进行抽象，包括理想铰链（Ｉｄｅａｌｉｚｅｄｊｏｉｎｔｓ）、原始铰链（Ｊｏｉｎｔｐｒｉｍｉｔｉｖｅｓ）、运动发生器（Ｍｏｔｉｏｎｓｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ）、联合铰链（ＡｓｓｏｃｉａｔｉｖｅＣｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ）以及二维曲线约束（Ｔｗｏ．－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｕｒｖｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ）。
在课题研究中，利用ＡＤＡＭＳ软件提供的构件库、约束库以及力库，建立了用以研究定位参数和转向机构各种性能的烛式悬架一转向机构力学模型，４．１烛式悬架结构及运动特－陛汽车悬架的形式分为非独立悬架和独立悬架两种：非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，影响另～侧车轮也作相应的跳动，使整个车身振动或倾斜，汽车的平稳性和舒适性较差，但由于构造较简单，承载力大在行驶中始终保持贴地状态，轮胎的附着力较强，磨损较均匀。
独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架（或车身）下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。
前轮采用独立式悬挂，可以便发动机的位置降低和前移，整车重心得以下降，提高汽车的行驶稳定性。
但这种悬架构造较复杂，承载力小，同时由于车轮外倾角与轮距变化较大，轮胎磨损较严重。
烛式悬架又称改进的麦弗逊式悬架，如图４－１所示，主销刚性地固定在悬架上，转向节与套筒４连接在一起。
当车轮跳动时，转向节与套筒一起沿主销轴线移动。
这种悬架对于转向轮来说，在恳架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅轮距、轴距稍有改变，因此有卜丰销：２一防层罩；３一车利于汽车的转向操纵和行驶稳定性。
但是侧向力全部由架；４一套筒：５一防层罩：套在主销ｌ上的长套筒４和主销承受，则套筒与主销之６一减振器；７一通气管；间的磨擦阻力大，磨损严重。
ADAMS中的柔性体分析研究论文[精选五篇]
![ADAMS中的柔性体分析研究论文[精选五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/71bb43256d175f0e7cd184254b35eefdc8d3153a.png)
ADAMS中的柔性体分析研究论文[精选五篇]第一篇：ADAMS中的柔性体分析研究论文0 引言ADAMS是美国MDI公司开发的机械系统动力学仿真分析软件，其求解器采用多刚体动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
对系统动力分析而言，结构本身的弹性变形与系统的宏观刚体运动同等重要。
ADAMS中的所有物体均以刚体定义，忽略结构柔度对系统的影响，一般的有限元分析软件对包含大位移运动的系统动力学分析又无能为力，因此在ADAMS中实现刚体和柔体相结合的系统动力学分析是一个较可行的解决方法。
1996年，ADAMS推出ADAMS/Flex莫块，实现了同时包含刚体和柔体的机构动力学分析。
ADAMS中的柔性体分为离散式和模态式两种。
离散式柔性体以梁单元方式串接，单元数目越多越能模拟实际变形。
这种柔性体可以模拟物体的非线性变形，但只适用于简单结构;模态式柔性体是由外部有限元软件生成的，是有网格的物体，能根据物体的实际结构进行复杂建模。
由于采用的是模态线性叠加来模拟物体变形，因此模态式柔性体仅适用于线性结构的受力行为。
1、ADAMS/FIs柔性体ADtALSFSx采用CJmehod柔性体基本理论和模态叠加合成理论，可以根据不同外力状态适时反应出正确的变形结果。
其基本思想是赋予柔性体一个模态集采用模态展开法，用模态向量和模态坐标的线性组合表示物体的弹性位移，通过计算每一时刻物体的弹性位移来描述其变形运动。
物体的弹性变形是相对于物体坐标系的弹性小变形，同时物体坐标系又经历大的非线性整体移动和转动。
ADASFlex中的柔性体采用有限元模态中性文件（ModalNdcra1Fid;MNF)描述。
MNF文件是一个独立于操作平台的二进制文件，包含如下信息：几何信息节点位置及其连接；节点质量和惯量；模态;模态质量和模态刚度。
有限元分析结果可以用程序控制生成模态中性文件，更为实用的是使用ADAM与ANSYSNASIRANPDEAS等商业有限元软件的数据交换接口利用这些软件进行分析后将结果转换成模态中性文件。
全国计算机辅助技术认证——ADAMS分析,DOC
准考证号：姓名：身份证：
（科目：ADAMS分析考试；总分：100分；考试时间：120分钟）
一、分析题（
如上图机器手模型，按照所给模型，导入ADAMS中对其进行运动分析。在手柄端面上施加50N的力，仿真时间EndTime设置为5，仿真步数设置为500，Sim.Type设置为Dyanmic，输出机器手夹持部的在全局坐标系X方向的作用力分量曲线。
5、完成题目后，把模型源文件、仿真后处理文件、导出结果文件一起压缩成welding_hand.rar文件，上传此压缩文件。
分析机构，此构件为一个机器手的运动仿真，机器手把工件夹起放在运输台上，机器手按照一定的顺序运动，机器手的运动顺序为：
时间连杆
0~1sShoulder向前倾斜15°。
1~2sArm向下运动45°。
2~3sWrist向下运动30°，变为与水平面垂直。
5~6sArm抬起45°。
6~7sShouider向后运动15°
要求：1、导入Parasolid文件robot_hand.x_t到ADAMS中。
2、添加必要的运动副、驱动，运行仿真。
3、生成后处理.html文件。导出分量曲线图为robot_hand_X.jpg图片。
4、生成运动仿真动画视频，以robot_hand_video命名。
5、完成题目后，把模型源文件、仿真后处理文件、导出结果文件一起压缩成robot_hand.rar文件，上传此压缩文件。
3、生成后处理.html文件。导出位移曲线图为Trace_Spline_S.jpg图片。
4、生成运动仿真动画视频，以Trace_Spline_video命名。
5、完成题目后，把模型源文件、仿真后处理文件、导出结果文件一起压缩成Trace_Spline.rar文件，上传此压缩文件。
多体动力学仿真软件 ADAMS 理论及应用研讨
∑a y
i i= 1
n - i+ 1
]
( 6)
将式 ( 2) 在 t= tn+ 1 时刻展开, 得:
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第5期
张越今等: 多体动力学仿真软件 ADAM S 理论及应用研讨
{q i } c , c 表示校正值。 ( 4) 确立相关坐标。 确定独立坐标的校5) 积分误差控制。 与上面预估2校正算法积分误差控制过程相同。
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第16卷 第5期 1997年 9月
机械科学与技术 M ECHAN ICAL SC IEN CE AND T ECHNOLO GY
Vol . 16 N o. 5 Sep 1997
Ξ
理论研究
多体动力学仿真软件 ADAM S 理论 及应用研讨3
张越今
张越今 宋 健
( 清华大学 北京 100084)
摘 要 系统地阐述了机械系统自动动力仿真软件 ADAM S 的理论基础和求解 方法。 并结合建模工作, 探讨了其应用方法和规律。 关键词 多体动力学 机械系统仿真 ADAM S 软件 中图号 T P391. 9
( 3)
在进行动力学分析时, ADAM S 采用下列两种算法: ( 1) 提供三种功能强大的变阶、 变步长积分求解程序: GST IFF 积分器, D ST IFF 积分器 和 BD F 积分器来求解稀疏耦合的非线性微分代数方程, 这种方法适于模拟刚性系统 ( 特征值 变化范围大的系统) 。 ( 2) 提供 ABAM (A dam s2 B a shfo rth and A dam s2 M ou lton ) 积分求解程序, 采用坐标分离 算法, 来求解独立坐标的微分方程。 这种方法适于模拟特征值经历突变的系统或高频系统。 1. 3. 1 微分2代数方程的求解算法 用 Gea r 预估2校正算法可以有效地求解式 ( 2) 所示的微分2代数方程。 首先, 根据当前时刻 的系统状态矢量值, 用 T ay lo r 级数预估下一个时刻系统的状态矢量值。 2 2 2 y n + 1 = y n + ( 5y n 5t) h + ( 1 2! ) ( 5 y n 5t ) h + …
多体系统动力学分析软件ADAMS的介绍
多体系统动力学分析软件ADAMS的介绍ADAMS是美国学者蔡斯（Chace）等人利用多刚体动力学理论，选取系统每个刚体的质心在惯性参考系中的三个直角坐标和反映刚体方位的为广义坐标编制的计算程序。
其中应用了吉尔（Gear）等解决刚性积分问题的算法，并采用了稀疏矩阵技术来提高计算效率。
该软件因其强大的功能而在汽车航天等领域得到了广泛的应用。
1 ADAMS软件简介在研究汽车各种性能时，研究对象的建模、分析与求解始终是关键。
多体系统动力学软件为汽车动力学研究提供了强大的数学分析工具。
ADAMS软件就是其中的佼佼者。
ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件，是由美国机械动力公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发的最优秀的机械系统动态仿真软件，是世界上最具权威性的，使用围最广的机械系统动力学分析软件。
用户使用ADAMS软件，可以自动生成包括机-电-液一体化在的、任意复杂系统的多体动力学数字化虚拟样机模型，能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果，从而达到缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量及竞争力的目的。
由于ADAMS软件具有通用、精确的仿真功能，方便、友好的用户界面和强大的图形动画显示能力，所以该软件已在全世界数以千计的著名大公司中得到成功的应用。
ADAMS软件一方面是机械系统动态仿真软件的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析。
另一方面，又是机械系统仿真分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊机械系统动态仿真分析的二次开发工具平台。
在产品开发过程中，工程师通过应用ADAMS软件会收到明显效果：＊分析时间由数月减少为数日＊降低工程制造和测试费用＊在产品制造出之前，就可以发现并更正设计错误，完善设计方案＊在产品开发过程中，减少所需的物理样机数量＊当进行物理样机测试有危险、费时和成本高时，可利用虚拟样机进行分析和仿真＊缩短产品的开发周期使用ADAMS建立虚拟样机非常容易。
adams分析报告
ADAMS机构分析报告©目描述题目：两个支点和中间法兰盘对夯锤切割次序的控制图1所示的机构在行程中自动地从一个支点换到另一个支点。
1.运行情况如图1中（A）可知，法兰盘被安装在切割机机架的上支点上，而切割夯锤在下支点与法兰盘相连。
法兰盘下端连接有法兰支撑活塞，夯锤中间有止推块，下端有刀片。
在循环工作开始时，夯锤绕着下支点旋转并用方型刀片切割平板；中间法兰盘的运动受到法兰支律活塞的限制。
在切割后，夯锤停在法兰盘的底部，如图1（B）所示。
之后，有切割力作用的夯锤克服了法兰支撑活塞的约束力，并且夯锤绕着上支点转动。
从而使得斜向刀刃对平板做斜向切割。
2.实现的功能在切割力作用下夯锤开始运动时，由于法兰盘有法兰支撐活塞，法兰盘不转动，夯锤绕下支点转动，用方型刀片切割平板。
之后由于夯锤止推块的作用使夯锤停在法兰盘的下端，之后克服了法兰支撑活塞的约束力，并绕上支点转动，从而实现夯锤不要更换刀片即可改变切割方向。
•机构的运动简图及自由度机构的运动简图如图2、图3所示:图2 机构的运动简图图3机构的三维渲染运动简图自由度的计算：DOF二6（〃一1）一工叫• =2四.分析目的分析机构能否达到题目中描述的运动要求，即夯锤可否绕设计点旋转，实现在不更换刀片的前提下，改变刀片切割方向。
五・模型描述夯锤止动块图5机构分析图1机构的构建该机构构件数量少，主要由夯锤、中间法兰盘组成，且各组成构件结构简单，利用adams 建模即可完成，无需通过专业CAD建模。
（1）夯锤的建立夯锤结构简单，有多种方法建立，首先建立三个marker点，分别为marker 19. marker 15. marker2o然后先去工具箱中拉伸命令，设置如图6所示，用点来创建，并选择close,表示选取曲线闭合，之后分别点取marker 19. marker 15. marker2,点击鼠标右键，第一个构件建立完毕。
之后利用建立六面体命令，尺寸选取如图7所示，在 marke“9下方建立夯锤止动块，之后进行布尔加运算*,合并建立的两个构件，夯锤建立 完毕。
柔性多体机械系统动力学特性的ADAMS仿真研究
柔性多体机械系统动力学特性的ADAMS仿真研究摘要:为研究构件柔性和运动副间隙对机构动力学特性的影响，应用ADAMS软件仿真研究含柔性构件和运动副间隙的机构的动力学特性。
引入固定界面动态子结构方法和非线性碰撞模型，建立了含间隙和柔性构件的曲柄滑块机构的动力学模型，研究了该机构在摩擦、材料阻尼、重力及外载荷力等多种工况下的动力学特性。
ADAMS仿真计算表明，在含柔性构件和运动副间隙的曲柄滑块机构中，间隙和构件柔性相互作用，激起系统大范围的振动，加剧了能量损耗，降低了系统的使用性能，并呈现出特殊的非线性动力学特性。
关键词：间隙；碰撞；柔性多体；机构动力学1. 引言高速和高精度是现代工业对机械系统的要求，构件的弹性和运动副的间隙可能会导致系统的整体性能急剧下降，使机构的实际运动和理想运动之间产生了偏差，增加了构件的动应力，从而引起构件的振动，产生噪音，加速磨损，降低效率和工作精度，所以设计中必须考虑这些因素的影响。
含运动副间隙和柔性构件的动力学成为了机构动力学的前沿课题。
从70年代起， Earles和Wu[1]、Mansour和Townsend[2]、Furuhashi、Morita和Matsuura[3]、Soong和Thompson[4]、Kakizaki[5]、Deck和Dubowsky [5][6]、Seneviratne L D[7]及Zakhariev[8]等对含间隙机构动力学进行了系统地研究。
根据运动副元素的相对运动关系的不同假设，主要有三类运动副间隙模型：认为运动副元素在运动过程中始终保持接触，忽略间隙中冲击特性的连续接触模型[1][3][7]；认为运动副元素存在接触、自由和碰撞三种状态，但忽略碰撞时间，使用动量定理和恢复系数建立的间隙模型[2][4]；另一类模型则考虑接触和自由状态以及碰撞过程，这类模型应用较广[5][6][8]。
柔性多体系统建模和计算的研究成果很丰富。
对于某些特殊结构，柔性多体系统存在有刚体大位移运动与弹性小变形的耦合，因此，系统方程高度非线性而且是刚性的，这给计算带来了不利因素，计算效率和精度成为主要矛盾，很多研究者致力于提高计算精度和计算效率。
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摘要本文介绍了机械多体系统动力学的理论基础和基于该理论基础建立的虚拟样机。
其中对虚拟样机ADAMS/View进行着重学习，理解其平台建立的理论依据，并通过ADAMS的应用对压力机机构进行了运动学和动力学分析。
基于虚拟样机ADAMS/View的动力学分析是本文的重点，根据压力机的功能和机械结构给出了该模型需要动力学分析的构件——滑块；在深入分析滑块的动力学曲线，找出出该系统的不足点，并提出给出优化建议。
关键字：机械多体；ADAMS仿真；辅助分析；压力机AbstractThis paper introduces the basic theory of dynamics of mechanical multibody system,which is based on the virtual prototype and the foundation of the theory . The virtual prototype ADAMS/View is focused on learning, to build understanding the theoretical foundation of platform , and press mechanism kinematics and dynamics were analyzed through ADAMS application.Dynamics analysis of virtual prototype based on ADAMS/View is the focus of this paper.According to the function and the mechanical structure of press gives the model ,the slider,required -- needed to dynamics analysis was given; in the kinetic curve of in-depth analysis of the slider, to find out the shortages in the system, and put forward the suggestions given optimization.Keywords: mechanical multi body; ADAMS simulation; aided analysis; press machine目录1绪论 (1)1.1 多体系统动力学研究状况 (1)1.1.1 多体系统动力学研究的发展 (1)1.1.2 多体系统动力学研究现状 (2)1.2 多刚体系统动力学建模 (5)1.2.1 计算多体系统动力学建模与求解一般过程 (5)1.2.2 多刚体系统运动学 (6)1.2.3 多刚体系统动力学 (14)2多体系统动力学分析软件ADAMS的介绍 (18)2.1 ADAMS软件简介 (18)2.2 ADAMS软件动力学仿真计算原理分析 (19)2.2.1自由度 (19)2.2.2广义坐标选择 (21)2.2.3 动力学方程的建立 (21)2.2.4 运动学分析 (22)2.2.5 动力学分析 (23)2.3 ADAMS/CAR建模和分析基本原理方法 (25)3 ADMAS实例应用 (28)3.1压力机的介绍 (28)3.1.1压力机的种类 (28)3.2压力机的结构和工作原理 (29)3.2.1压力机的结构 (29)3.2.2压力机的工作原理 (30)3.3压力机的仿真 (31)3.3.1压力机运动学分析 (31)3.3.2压力机动力学分析 (33)3.4 压力机仿真结果分析 (35)结束语 (37)致谢 (38)参考文献 (39)1绪论机械多体系统计算机辅助分析是一门关于机械多体动力学分析的学科。
多体系统动力学是研究由多个物体（质点、刚体、柔性体、液体）组成的系统的动力学问题。
其研究内容包括多体系统动力学的建模方法、多体系统动力学的计算方法、多体系统动力学行为的分析方法。
本章主要介绍多体系统动力学的基本理论，包括多刚体系统动力学建模、多柔体系统动力学建模、多体系统动力学方程求解及多体系统动力学中的刚性（Stiff）问题。
通过本章的学习可以对多体系统动力学的基本理论有较深入的了解，为具体软件的学习打下良好的理论基础。
1.1 多体系统动力学研究状况多体系统动力学的核心问题是建模和求解问题，其系统研究开始于20世纪60年代。
从60年代到80年代，侧重于多刚体系统的研究，主要是研究多刚体系统的自动建模和数值求解；到了80年代中期，多刚体系统动力学的研究已经取得一系列成果，尤其是建模理论趋于成熟，但更稳定、更有效的数值求解方法仍然是研究的热点；80年代之后，多体系统动力学的研究更偏重于多柔体系统动力学，这个领域也正式被称为计算多体系统动力学，它至今仍然是力学研究中最有活力的分支之一，但已经远远地超过一般力学的涵义。
本节将叙述多体系统动力学发展的历史和目前国内外研究的现状。
1.1.1 多体系统动力学研究的发展机械系统动力学分析与仿真是随着计算机技术的发展而不断成熟的，多体系统动力学是其理论基础。
计算机技术自其诞生以来，渗透到了科学计算和工程应用的几乎每一个领域。
数值分析技术与传统力学的结合曾在结构力学领域取得了辉煌的成就，出现了以ANSYS、NASTRAN等为代表的应用极为广泛的结构有限元分析软件。
计算机技术在机构的静力学分析、运动学分析、动力学分析以及控制系统分析上的应用，则在二十世纪八十年代形成了计算多体系统动力学，并产生了以ADAMS和DADS为代表的动力学分析软件。
两者共同构成计算机辅助工程（CAE）技术的重要内容。
多体系统是指由多个物体通过运动副连接的复杂机械系统。
多体系统动力学的根本目的是应用计算机技术进行复杂机械系统的动力学分析与仿真。
它是在经典力学基础上产生的新学科分支，在经典刚体系统动力学上的基础上，经历了多刚体系统动力学和计算多体系统动力学两个发展阶段，目前已趋于成熟。
多刚体系统动力学是基于经典力学理论的，多体系统中最简单的情况——自由质点和一般简单的情况——少数多个刚体，是经典力学的研究内容。
多刚体系统动力学就是为多个刚体组成的复杂系统的运动学和动力学分析建立适宜于计算机程序求解的数学模型，并寻求高效、稳定的数值求解方法。
由经典力学逐步发展形成了多刚体系统动力学，在发展过程中形成了各具特色的多个流派。
1.1.2 多体系统动力学研究现状计算多体系统动力学中所研究的多体系统，根据系统中物体的力学特性可分为多刚体系统、柔性多体系统和刚柔混合多体系统。
多刚体系统是指可以忽略系统中物体的弹性变形而将其当作刚体来处理的系统，该类系统常处于低速运动状态；柔性多体系统是指系统在运动过程中会出现物体的大范围运动与物体的弹性变形的耦合，从而必须把物体当作柔性体处理的系统，大型、轻质而高速运动的机械系统常属此类；如果柔性多体系统中有部分物体可以当作刚体来处理，那么该系统就是刚柔混合多体系统，这是多体系统中最一般的模型。
（1）多体系统建模理论对于多刚体系统，从20世纪60年代到80年代，在航天和机械两个领域形成了两类不同的数学建模方法，分别称为拉格朗日方法和笛卡尔方法；20世纪90年代，在笛卡尔方法的基础上又形成了完全笛卡尔方法。
这几种建模方法的主要区别在于对刚体位形描述的不同。
航天领域形成的拉格朗日方法，是一种相对坐标方法，以Roberson-Wittenburg 方法为代表，是以系统每个铰的一对邻接刚体为单元，以一个刚体为参考物，另一个刚体相对该刚体的位置由铰的广义坐标（又称拉格朗日坐标）来描述，广义坐标通常为邻接刚体之间的相对转角或位移。
这样开环系统的位置完全可由所有铰的拉格朗日坐标阵q 所确定。
其动力学方程的形式为拉格朗日坐标阵的二阶微分方程组，即),,(),(t q q B qt q A = (1-1) 这种形式首先在解决拓扑为树的航天器问题时推出。
其优点是方程个数最少，树系统的坐标数等于系统自由度，而且动力学方程易转化为常微分方程组（ODEs - Ordinary Differential Equations ）。
但方程呈严重非线性，为使方程具有程式化与通用性，在矩阵A 与B 中常常包含描述系统拓扑的信息，其形式相当复杂，而且在选择广义坐标时需人为干预，不利于计算机自动建模。
不过目前对于多体系统动力学的研究比较深入，现在有几种应用软件采用拉格朗日的方法也取得了较好的效果。
对于非树系统，拉格朗日方法要采用切割铰的方法以消除闭环，这引入了额外的约束，使得产生的动力学方程为微分代数方程，不能直接采用常微分方程算法去求解，需要专门的求解技术。
机械领域形成的笛卡尔方法是一种绝对坐标方法，即Chace 和Haug 提出的方法，以系统中每一个物体为单元，建立固结在刚体上的坐标系，刚体的位置相对于一个公共参考基进行定义，其位置坐标（也可称为广义坐标）统一为刚体坐标系基点的笛卡尔坐标与坐标系的方位坐标，方位坐标可以选用欧拉角或欧拉参数。
单个物体位置坐标在二维系统中为3个，三维系统中为6个（如果采用欧拉参数为7个）。
对于由N 个刚体组成的系统，位置坐标阵q 中的坐标个数为3N （二维）或6N （或7N ）（三维），由于铰约束的存在，这些位置坐标不独立。
系统动力学模型的一般形式可表示为⎩⎨⎧=Φ=Φ+0),(t q B q A Tq λ (1-2) 式中Φ为位置坐标阵q 的约束方程，q Φ为约束方程的雅可比矩阵，λ为拉格朗日乘子。
这类数学模型就是微分-代数方程组（DAEs - Differential Algebraic Equations ），也称为欧拉-拉格朗日方程组（Euler-Lagrange Equations ），其方程个数较多，但系数矩阵呈稀疏状，适宜于计算机自动建立统一的模型进行处理。
笛卡尔方法对于多刚体系统的处理不区分开环与闭环（即树系统与非树系统），统一处理。
目前国际上最著名的两个动力学分析商业软件ADAMS 和DADS 都是采用这种建模方法。
完全笛卡尔坐标方法，由Garcia 和Bayo 于1994年提出，是另一种形式的绝对坐标方法。
这种方法的特点是避免使用一般笛卡尔方法中的欧拉角或欧拉参数，而是利用与刚体固结的若干参考点和参考矢量的笛卡尔坐标描述刚体的空间位置与姿态。
参考点选择在铰的中心，参考矢量沿铰的转轴或滑移轴，通常可由多个刚体共享而使未知变量减少。
完全笛卡尔坐标所形成的动力学方程与一般笛卡尔方法本质相同，只是其雅可比矩阵为坐标线性函数，便于计算。
根据动力学基本原理推导的柔性多体系统动力学方程，形式同式（1-1）和（1-2），只是将q 用p 代替。